[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于廢棄咖啡渣提取生物柴油的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610250241.0
• 申請(qǐng)日: 2016-04-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105779105A
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張昊春;金亮;馬壯;石雷;毛寧寧;李永強(qiáng);朱智宇
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C11B1/04
• 分類(lèi)號(hào): C11B1/04;C11B1/10;C11B3/06;C11C3/10;C10L1/02
• 代理公司: 哈爾濱龍科專(zhuān)利代理有限公司 23206
• 代理人: 高媛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生物與化工技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種從咖啡廢渣中提取生物柴油以及剩余 油渣再利用的方法。

背景技術(shù)

生物柴油一般提煉自動(dòng)植物油，在拖拉機(jī)、卡車(chē)、船舶機(jī)械設(shè)備中應(yīng)用比較廣泛。 它是指以油料作物如大豆、油菜、棉、棕櫚等，野生油料植物和工程微藻等水生植物油脂以 及動(dòng)物油脂、餐飲垃圾油等為原料油通過(guò)酯交換或熱化學(xué)工藝制成的可代替石化柴油的再 生性柴油燃料。生物柴油是生物質(zhì)能的一種，其在物理性質(zhì)上與石化柴油接近，但化學(xué)組成 不同。生物柴油是含氧量極高的復(fù)雜有機(jī)成分的混合物，這些混合物主要是一些分子量大 的有機(jī)物，幾乎包括所有種類(lèi)的含氧有機(jī)物，如：酯、醚、醛、酮、酚、有機(jī)酸、醇等。復(fù)合型生 物柴油是以廢棄的動(dòng)植物油、廢機(jī)油及煉油廠的副產(chǎn)品為原料，再加入催化劑，經(jīng)專(zhuān)用設(shè)備 和特殊工藝合成。

隨著國(guó)家對(duì)新能源的支持，生物質(zhì)能、太陽(yáng)能、地?zé)崮?、風(fēng)能、海洋能和核聚變能等 一系列新能源涌現(xiàn)出來(lái)走向我們的生活。而其中生物質(zhì)能表現(xiàn)出來(lái)良好的發(fā)展態(tài)勢(shì)。生物 質(zhì)能就是太陽(yáng)能以化學(xué)能形式貯存在生物質(zhì)中的能量形式，即以生物質(zhì)為載體的能量。它 直接或間接地來(lái)源于綠色植物的光合作用，可轉(zhuǎn)化為常規(guī)的固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)燃料，取之不 盡、用之不竭，是一種可再生能源，同時(shí)也是唯一一種可再生的碳源，我們可以看到生物質(zhì) 能的寶貴性。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決廢棄咖啡渣的回收再利用問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種基于廢棄咖啡渣提取 生物柴油的方法，利用該方法可以簡(jiǎn)單、高效的提取生物柴油。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種基于廢棄咖啡渣提取生物柴油的方法，包括以下步驟：

一、咖啡油的提?。?

（1）準(zhǔn)確稱(chēng)量咖啡渣，按照料液比為80~120：1（g/L）的比例將咖啡渣和沸水放于咖啡壺 中煮3~8分鐘左右，過(guò)濾掉液體，將剩下的咖啡渣置于烘干箱中，在65~70℃的溫度下烘干20 ~24小時(shí)；

（2）將正庚烷溶劑加入咖啡渣中，控制液料比為1:50~150（kg/g），在室溫下攪拌2~3小 時(shí)后把咖啡渣過(guò)濾出來(lái)，再次用新鮮的正庚烷溶劑溶解咖啡渣，控制液料比為1:50~150 （kg/g），第二次提取咖啡油，萃取2~3小時(shí)；

（3）合并提取液，將提取液蒸餾回收正庚烷溶劑，并經(jīng)干燥，即得咖啡油。

二、咖啡油的精煉：

（1）在咖啡油中加入水，加水量約為油脂的25~30wt%，采用中溫水化（溫度40~75℃，時(shí) 間6~8小時(shí)），攪拌速度為60~70r/min；

（2）將水化后的咖啡油加熱到35~45℃，加入適量堿液（用量根據(jù)油的酸價(jià)而定），攪拌 中徐徐升溫到65~75℃，分離出油和皂腳，然后水洗，沉降，分離，干燥。

三、生物柴油的制備：

（1）向精煉后的咖啡油中加入過(guò)量甲醇，再加入NaOH溶液作為堿性催化劑，咖啡油與甲 醇在60~70℃、常壓下進(jìn)行酯交換反應(yīng)30~50分鐘，其中：醇油摩爾比為4~8:1，NaOH溶液占咖 啡油與甲醇混合物體積濃度的1~2%左右；

（2）反應(yīng)結(jié)束后，進(jìn)行常壓蒸餾，回收過(guò)量的甲醇；

（3）用布氏漏斗過(guò)濾回收催化劑，濾液放入梨形分液漏斗中靜置分層，下層為甘油，上 層為脂肪酸甲酯，即生物柴油。

四、咖啡渣煤的制備：

（1）收集抽提后剩余的咖啡渣；

（2）將咖啡渣通過(guò)壓制法用壓塊機(jī)壓成棒狀顆粒固體燃料。

本發(fā)明利用酯化反應(yīng)從咖啡渣中提取生物柴油，具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1、對(duì)于剩余的廢渣，可制成燃料可用于替代煤等傳統(tǒng)燃料；

2、對(duì)咖啡渣的進(jìn)一步利用真正實(shí)現(xiàn)100%的轉(zhuǎn)換；

3、燃燒產(chǎn)生的煤灰也可以制成肥料進(jìn)一步加以利用；

4、堿煉后生成的脂肪酸鈉可用來(lái)制肥皂。

附圖說(shuō)明

圖1為基于廢棄咖啡渣提取生物柴油的工藝流程圖；

圖2為咖啡渣原料；

圖3為精煉后的咖啡油；

圖4為制得的生物柴油。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的說(shuō)明，但并不局限于此，凡是對(duì)本 發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，均應(yīng)涵蓋 在本發(fā)明的保護(hù)范圍中。